平時講的(de)氫脆為由內(nei)氫或者(zhe)外(wai)氫導致而(er)形(xing)成的(de)可(ke)逆氫脆，其(qi)主(zhu)要特點如下：


 1. 應變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)低氫脆(cui)(cui)敏感性(xing)強，形變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)的增高(gao)導致氫脆(cui)(cui)發(fa)(fa)生(sheng)的溫度(du)范疇變(bian)(bian)(bian)窄、塑(su)性(xing)減小、幅(fu)度(du)變(bian)(bian)(bian)低，即氫脆(cui)(cui)不(bu)容(rong)易發(fa)(fa)生(sheng)。此(ci)外(wai)，如果應變(bian)(bian)(bian)速(su)度(du)高(gao)于某臨界值(zhi)，則氫脆(cui)(cui)不(bu)會發(fa)(fa)生(sheng)。


 2. 氫脆(cui)對高(gao)強(qiang)度(du)鋼較敏(min)感，這(zhe)是由于高(gao)強(qiang)度(du)鋼在熱力學上比較不穩定，容易(yi)發生(sheng)脆(cui)化(hua)，氫脆(cui)的敏(min)感性隨著材料屈(qu)服極(ji)限值的升高(gao)而(er)升高(gao)。


 3. 氫(qing)脆(cui)對含氫(qing)量較敏(min)感，鋼的(de)氫(qing)脆(cui)臨界應(ying)力值隨著(zhu)氫(qing)濃度的(de)增加而下降，同時(shi)鋼發生氫(qing)脆(cui)的(de)孕育期和破壞(huai)時(shi)間(jian)均(jun)隨著(zhu)氫(qing)濃度的(de)升高而縮短。


 4. 氫(qing)脆的產生(sheng)是在(zai)某(mou)個(ge)應(ying)(ying)力(li)范圍之內的，即氫(qing)脆的產生(sheng)存在(zai)一(yi)個(ge)上(shang)、下臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)值，其為(wei)一(yi)種延遲(chi)破(po)壞。只有(you)當(dang)應(ying)(ying)力(li)在(zai)上(shang)、下臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)值之間時(shi)(shi)(shi)延遲(chi)破(po)壞才會發(fa)生(sheng)，其發(fa)生(sheng)主要有(you)三個(ge)階(jie)段，分別為(wei)孕育期、裂(lie)紋在(zai)應(ying)(ying)力(li)作用下長大(da)及失穩斷裂(lie)。而應(ying)(ying)力(li)低于(yu)下臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)值時(shi)(shi)(shi)不(bu)管(guan)時(shi)(shi)(shi)間多久(jiu)都不(bu)會出現(xian)脆斷現(xian)象；當(dang)應(ying)(ying)力(li)高于(yu)上(shang)臨(lin)界(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)值時(shi)(shi)(shi)就能(neng)夠出現(xian)瞬時(shi)(shi)(shi)脆斷的現(xian)象。

 

 5. 溫度(du)(du)越高氫脆敏感性(xing)越低，即氫脆具(ju)有(you)低脆性(xing)溫度(du)(du)特征。此外，氫脆的裂紋(wen)擴(kuo)展具(ju)有(you)不連續(xu)的特征，很少出(chu)現(xian)分支并且通(tong)常情(qing)況下很少在材料的表面形(xing)成裂紋(wen)源。



在應力影響下，氫(qing)能夠在裂(lie)紋(wen)尖端的(de)(de)三向應力區富集，導致材(cai)料斷(duan)裂(lie)應力減(jian)小從而造(zao)成(cheng)脆性斷(duan)裂(lie)。現階(jie)段較(jiao)為流行的(de)(de)氫(qing)脆機制如下：


1. 氫壓理論(lun)


  氫(qing)壓(ya)理論指出一(yi)些過飽(bao)和(he)的(de)(de)氧在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中的(de)(de)一(yi)些缺陷位置（如孔隙，晶界）析出，并且H結合(he)(he)成H2能夠在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)這些缺陷處(chu)形成比較(jiao)大的(de)(de)內(nei)壓(ya)力(li)(li)，該內(nei)壓(ya)力(li)(li)跟外(wai)外(wai)應(ying)力(li)(li)或者金(jin)(jin)屬(shu)(shu)內(nei)部的(de)(de)殘余應(ying)力(li)(li)形成合(he)(he)力(li)(li)，當金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)屈服極限低(di)于這個合(he)(he)力(li)(li)時，斷裂(lie)就會發(fa)生、即氫(qing)在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料缺陷處(chu)所形成的(de)(de)內(nei)壓(ya)力(li)(li)跟外(wai)應(ying)力(li)(li)促(cu)進(jin)了裂(lie)紋的(de)(de)形成和(he)發(fa)展，


2. 吸附氫(qing)降低表面能理論


  氫(qing)(qing)吸(xi)(xi)附在(zai)裂(lie)紋(wen)尖端時(shi)能(neng)夠導(dao)致金屬表面能(neng)減(jian)小(xiao)，進面造成金屬的(de)斷裂(lie)應力減(jian)小(xiao)，吸(xi)(xi)附氫(qing)(qing)降低(di)表面能(neng)理(li)論可(ke)以被用(yong)(yong)來很(hen)好(hao)地詮釋(shi)應變速率對氫(qing)(qing)脆(cui)的(de)作用(yong)(yong)，闡明氫(qing)(qing)脆(cui)發生孕育(yu)期的(de)存(cun)在(zai)及(ji)在(zai)較低(di)的(de)氫(qing)(qing)分壓條(tiao)件(jian)下實驗過(guo)程(cheng)中出(chu)現脆(cui)斷現象(xiang)等。但是吸(xi)(xi)附氫(qing)(qing)降低(di)表面能(neng)理(li)論不(bu)可(ke)以用(yong)(yong)來解釋(shi)氫(qing)(qing)脆(cui)可(ke)逆性的(de)特(te)點(dian)，以及(ji)不(bu)可(ke)以解釋(shi)氫(qing)(qing)脆(cui)裂(lie)紋(wen)擴展具有不(bu)連(lian)續特(te)征等。


3. 弱鍵理論


  氫在(zai)應力(li)(li)的(de)(de)作用下會在(zai)材料(liao)缺口或者(zhe)裂紋尖端的(de)(de)三(san)向應力(li)(li)區聚集(ji)，進(jin)而(er)導致該處金(jin)(jin)屬(shu)原(yuan)子(zi)(zi)鍵(jian)(jian)的(de)(de)結合能(neng)降低(di)，金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)較小的(de)(de)應力(li)(li)作用下就會發生(sheng)脆性斷裂。氫能(neng)夠減弱(ruo)原(yuan)子(zi)(zi)鍵(jian)(jian)結合能(neng)的(de)(de)原(yuan)因(yin)在(zai)于(yu)氫的(de)(de)1S電(dian)子(zi)(zi)進(jin)人到了(le)過渡(du)族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)元素沒有填(tian)滿的(de)(de)3d帶(dai)，使得金(jin)(jin)屬(shu)3d帶(dai)電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)密集(ji)度增強，提高了(le)金(jin)(jin)屬(shu)原(yuan)子(zi)(zi)之間(jian)的(de)(de)排斥力(li)(li)、減弱(ruo)了(le)其鍵(jian)(jian)力(li)(li)，進(jin)而(er)導致了(le)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)脆化。但(dan)是非(fei)過渡(du)族(zu)由于(yu)金(jin)(jin)屬(shu)元素不存在(zai)3d帶(dai)，因(yin)而(er)該理(li)論的(de)(de)缺陷(xian)在(zai)于(yu)無法解釋非(fei)過渡(du)族(zu)金(jin)(jin)屬(shu)合金(jin)(jin)，例(li)如，鋁合金(jin)(jin)、鎂(mei)合金(jin)(jin)等的(de)(de)可(ke)逆性氫脆。


4. 氫氣團釘扎理論(lun)


  氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)團釘扎(zha)(zha)理論指(zhi)出氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)發生(sheng)是(shi)由于位(wei)錯(cuo)的(de)移動受到(dao)氫(qing)(qing)(qing)的(de)釘扎(zha)(zha)作(zuo)用導致的(de)，同(tong)時(shi)氫(qing)(qing)(qing)與位(wei)錯(cuo)之間(jian)的(de)互相作(zuo)用理論指(zhi)出氫(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)僅(jin)存在(zai)(zai)于在(zai)(zai)特定(ding)的(de)溫(wen)度及(ji)(ji)形變范疇之內。當(dang)溫(wen)度處于小于臨界(jie)溫(wen)度的(de)條(tiao)件(jian)(jian)下，Cottrell氣(qi)團能夠在(zai)(zai)含氫(qing)(qing)(qing)金(jin)屬的(de)形變過(guo)程中(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)。氫(qing)(qing)(qing)原子的(de)擴(kuo)散在(zai)(zai)溫(wen)度不太低但是(shi)形變速度較小的(de)條(tiao)件(jian)(jian)下能夠與位(wei)錯(cuo)運(yun)動速度相適合(he)，即Cottrell氣(qi)團在(zai)(zai)落后于位(wei)錯(cuo)一定(ding)距離的(de)情(qing)況(kuang)下伴隨著位(wei)錯(cuo)運(yun)動而運(yun)動，即導致位(wei)錯(cuo)不能自(zi)由運(yun)動，該種情(qing)形被稱為(wei)氫(qing)(qing)(qing)對位(wei)錯(cuo)移動產(chan)(chan)生(sheng)的(de)釘扎(zha)(zha)效應。該種效應能夠導致材料發生(sheng)局部硬化的(de)現象，新(xin)位(wei)錯(cuo)在(zai)(zai)外力的(de)影響下連續產(chan)(chan)生(sheng)，當(dang)新(xin)位(wei)錯(cuo)跟(gen) Cottrell氣(qi)團在(zai)(zai)移動過(guo)程中(zhong)碰到(dao)例如晶界(jie)等障礙時(shi)，就(jiu)會(hui)在(zai)(zai)障礙處產(chan)(chan)生(sheng)氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)集結及(ji)(ji)位(wei)錯(cuo)塞積(ji)，在(zai)(zai)應力足夠大的(de)狀況(kuang)下就(jiu)會(hui)形成裂紋，并且會(hui)自(zi)此擴(kuo)展以及(ji)(ji)長大。